В 1769 году Франк получил место окружного врача в Раштадте. Оглядевшись в новых условиях работы, Франк обратился к Баденскому правительству с предложением устроить школы для подготовки акушерок, т. к. из-за невежества повивальных бабок много рожениц и новорожденных гибнет. Прошло два года, и его голос услышали. Франк получает возможность организовать школу для акушерок и вести их обучение. Вскоре он учреждает еще школу хирургии для фельдшеров, которые до того обучались у опытных фельдшеров. В 1779 году вышел в Мангейме первый том его «медицинской полиции», в котором кроме всего прочего он, обсуждая вопрос о плодовитости населения, высказывается против обета безбрачия, налагаемого католической церковью на священников. В 1780 году вышел второй, а в 1783 году — третий том его полиции. Такое вольнодумие вызвало ожесточенную травлю Франка, и в 1784 году он принимает предложение Геттингенского университета преподавать общую и специальную терапию, физиологию, патологию, медицинскую полицию и судебную медицину. Так как при университете клиники еще не было, то преподавание студентам медицины велось Франком через посещение бедных больных на их квартирах. Отчасти переутомившись значительным количеством работы, отчасти не привыкнув к суровому климату Германии, Франк уже на исходе первого года пребывания в университете переезжает в Павию (Северная Италия, Ломбардия) на место умершего Тиссо, куда его давно уже звали.
Вступительная лекция Франка в Павианском университете была прочитана на тему «Положение врача в государстве и его обязанности перед законом», Не прошло и года, как его назначили директором госпиталя в Павии и заведующим всей медицинской службой Ломбардии, в то время находившейся в австрийском подчинении. В 1788 году вышел четвертый том медицинской полиции. За время пребывания в Ломбардии Франк значительно реформировал преподавание медицины на факультетах. Он ввел пятый добавочный год обучения к четырем существующим ранее, способствовал улучшению преподавания патологической анатомии и пытался объединить преподавание хирургии и медицины на одном факультете, что ему окончательно не удалось. В 1792 году он опубликовал свой труд «De curandis hominum morbis epitome» («Лечение человеческих болезней»), который отличался ясной и сжатой формой изложения и служил хорошим руководством для врача-практика. Большой известностью пользовался также его учебник судебной медицины. Долгое время он был образцовым руководством по этому вопросу.
В 1795 году Франк принял предложение переехать в Вену профессором клинической медицины и директором общей Венской городской больницы и клиники внутренних болезней. Городская больница, где будущий автор психоаналитического метода лечения неврозов Зигмунд Фрейд проведет три-четыре года, создавалась долго. В 1693 году на занимаемой ею территории был выстроен приют для бедных. Сто девяносто лет назад ее первое подворье именовалось большой усадьбой, к 1726 году было завершено строительство второго и примыкающего корпусов — семейного и вдовьего. В следующей половине века выросло полдюжины других зданий: подворье студентов и т. д. Затем идеалист и провидец император Йосиф II, путешествуя инкогнито по Европе, в 1783 году подписал указ о превращении Большого армейского дома в Главный госпиталь по образцу парижского Сальпетриера. Последний был построен для бедных на развалинах селитряного склада в середине XVI века по инициативе Мазарини. В то время, когда Франк возглавил Венскую больницу, в ней находилось до 700 коек. Ему пришлось произвести значительные реформы, начиная с технических, например, упразднить конюшни, помещавшиеся на первом этаже, выделить из больничных помещений специальные палаты для клинического преподавания, кончая улучшением питания больных и т. п. Проведенные Франком реформы госпитального дела породили много недоброжелателей.
Отбыв директорский срок в городской больнице Вены, Франк в 1804 году соглашается на предложение русского правительства перейти в Виленский университет, но на особых условиях: ему обещали две «соединенные кафедры» — клиники и особенной терапии (последняя уставом Виленского университета не предусматривалась). 5 марта 1804 года уже вполне сложившимся ученым. Франк приехал с семьей. Его сын Иосиф Франк (1771–1842), менее заметная фигура, чем его отец, с 1804 по 1826 год состоял профессором патологии в университете Вильно. Семейство Франков жило в принадлежавшем университету доме, который теперь известен в Вильнюсе как «Дом Франков», 17 ноября Франк приступил к чтению лекций. Познакомившись с постановкой образования в университете, он создал проект об улучшении преподавания медицинских наук. Основными положениями проекта явились строгая последовательность в изучении медицинских наук, продление учебы на медицинском факультете до 6 лет, расширение программы преподавания за счет создания двух кафедр (главных курсов) и двух дополнительных курсов. К семи кафедрам, предусмотренным уставом Виленского университета, по новому проекту добавлялись еще кафедра особенной терапии, которая к приезду Франка практически уже существовала, и физиологии. Общее число дополнительных курсов, по проекту Франка, составляло 9 («гигиена, или наука о сохранении здоровья, врачебная полиция и судебная медицина», «изъяснение патологии на больных в госпитале при вскрытии тел» и др.). Этот проект был одобрен на общем заседании профессоров университета 15 октября 1804 года. Одновременно Франк начал организовывать терапевтическую клинику на 16 коек. Он предложил для этой цели дом покойного князя М. Радзивилла, который университет и купил. После того как 1 марта 1805 года больные были переведены в клинику. Франк «…начал там при больных читать лекции практического врачевания». Франку было присвоено звание статского советника. Он служил в Вильно лейб-медиком у императора Александра I.
Второй период деятельности Франка в России начинается с его переезда в С.-Петербург. После отъезда Франка из Вильно руководство клиникой и кафедрами перешло к его сыну Иосифу. Вследствие болезни глаз он удалился от дел в Камо, где вскоре его настигла смерть. 11 августа 1805 года Франк прибыл в Петербург и остановился в трактире «Лондон». Франк заключил контракт, по которому он должен был занять должность лейб-медика, ректора и руководителя кафедры в Медико-хирургической Академии, стать деканом Медицинского совета, членом Главного училища правления и получить звание действительного статского советника с годовым жалованием 12133 рубля (как лейб-медик он получал 9033 рубля, как ректор академии — 600 рублей, за заведование кафедрой — 2500 рублей). 2 сентября 1805 года министр внутренних дел подписал контракт, и с этого дня начинается служба Франка в Петербурге.
К концу ноября 1805 года министр внутренних дел сообщил о своем согласии с планом, предоставленным Франком, и предложил конференции академии приводить его в исполнение. 28 марта 1806 года открылась терапевтическая клиника, а в мае этого же года — хирургическая клиника. Терапевтическая клиника, находившаяся в ведении Франка, была развернута в главном здании Медико-хирургической Академии и состояла из отделений для мужчин, женщин и детей (всего 30 коек). Образцово устроенная для своего времени, она могла служить эталоном для других клиник. Определенную роль в противодействии Франку оказал баронет Я.В. Виллие, лейб-хирург Александра I, испугавшийся за свое влияние и не пожелавший иметь около себя конкурента. В связи с этим дальнейшее пребывания Франка в Медико-хирургической Академии стало затруднительным, и 25 февраля 1808 года он был «уволен по прошению от службы с предоставлением пенсии», хотя кафедру еще некоторое время занимал. Франк вдохнул новую жизнь в Медико-хирургическую Академию и положил начало выделению общественной гигиены в России в самостоятельную научную дисциплину. Еще раньше он стал членом Российской Академии наук (1804–1808). Франк продал Казанскому университету свою библиотеку, собираемую в течение 45 лет. В ней насчитывалось «сочинений около 3520 — волюмов 5240». После продажи своей библиотеки он в 1808 году возвратился в Вену, где ему пришлось встретиться с Наполеоном, отклонить несколько раз повторенные последним предложения поступить к нему на службу во Франции.